Влагомер Советский патент 1984 года по МПК G05D22/00 

3. Влагомер по пп.1 и 2, о т л ичающийся тем, что блок цифрового, умножения содержит второй двоичный счетчик, блок одновибраторов, вентили и элемент. ИЛИ, причем вход второго двоичного счетчика является первым входом блока цифрового умноженин, выходы второго двоичного счетчика подключены к входам блока одновибраторов , выходы которых подключе ны к первым входам вентилей, вторые входы которых являются вторым входом блока, а выходы вентилей соединены с входами элемента.ИЛИ, выход которого является выходом блока цифрового умножения.

I. ВЛАГОМЕР, содержащий датчик влажности с подключенным к нему преобразователем сигнала датчика влажности в частоту, выход которого через первый элемент И подключен к счетному входу программируемого счетчикаг выход которого подсоединен к счетному входу первого триггера, выход которого подключен к другому входу первого элемента И, а также второй элемент И, два блока программных переключателей, блок управления и блок индикации, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения влажности при нелинейной функции преобразования, дополнительно введены постоянное запоминающее устройство, первый двоичный счетчик, датчик температуры материала, преобразователь сигнала датчика теишературы материала в частоту,блок Цифрового умножения, блок цифрового суммирования, блок синхронизации, причем датчик температуры материала подключен к входу преобразователя сигнгша датчика температуры материала в частоту, выход которого подключен к первому входу второго элемерта И, выход которого подключен к счётному входу первого двоичного счетчика, к выходу которого подключены адресные входы постоянного запоминающего устройства, выход которого подсоединен к входам записи программируемого счетчика, выход блока управления подключен к первому входу блока синхронизации и к входам установки нуля первого двоичного счетчика,программируемого счетчика и первого триггера, выход которого.подключен к второму входу блока синхронизации, первый выход которого подключен к второму входу второго элемента И, второй выход блока синхронизации подключен к входу разрешения считывания постоянного запоминакмдего устройства и к входам установки нуля блока цифрового суммирования и блока цифрового умножения; третий выход.блока синхронизации подключен к входу установки единицы первого триггера и через g первый программный переключатель - к-1 входу блока цифрового суммирования. Iff/) первый вход блока цифрового умножения подключен к выходу первого элемента И, второй вход - к выходу второго, программного переключателя, а выход -2 к входу блока цифрового суммирования, выход которого подключен к блоку индикации, 2. Влагомер по п.1, отлича05 00 ющийся тем, что блок синхронизации содерзкит второй триггер,третий элемент и и два ждущих мультивибрасо тора, причем первый вход блока синх-. ронизации соединен с входом установки нуля второго триггера, второй вход блока синхронизации соединен с первым входом третьего элемента И, вто рой вход которого соединен о выходом второго триггеру, а выход - с входом первого -яздущего мультивибратора и является первым выходом блока синхронизадли, выход первого ждущего.мультивибратора соединен с входом второго ждущего мультивибратора и является вторым выходом блока синхронизации, выход второго ждущего мультивибратора соединен с входом установки единицы второго триггера и является третьим выходом блока синхронизации.

Изобретение предназначено для кон троля и измерения влажности сыпучих и жидких материапов и может быть использовано во всех отраслях пролвлш ленности и сельского хозяйства. Известен влагомер, содержащий измерительный двухполюсник с подключенным; к нему преобразователем влажностьт-част.ота, а также преобразователь частоты в количество импульсов с переменным масштабом преобразования, генератор импульсов с регулируе мой частотой следования, схему управ ления, реверсивный счетчик импульсов и блок цифровой индикации til. . Недостаток устройства заключается в том, что частота и влажность преоб разователя связаны нелинейной зависи мостью, а блок линеаризации отсутствует, что не обеспечивает измерения влажности в широком диапазоне с высо кой точностью. Наиболее близким к изобретению является влагомер, содержащий измерительный датчик с подключенным к не му преобразователем влажность-часто-г та, выход которого через элемент И подключен к счётному входу программи руемого счетчика, выход его подсоединен к счетнс(У входу триггера, выход которого подключен к другому входу элемента И, а также второй эле мент и, два блока программных переключателей, блок управления и блок индикации С21. Основной недостаток известного влагомера состоит в том, что он может с достаточной точностью отображать, измеряемую влажность лишь в ТОМ .случае, если градуировочнаяха-; рактеристика первичного преобразователя линейна. При нелинейной характеристике известное устройство имеет низкую точнбсть определения измеряемой величины. Цель изобретения - повыше«ие точности измерения влажностипри нелинейной функции преобразования. Поставленная цель достигается тем, что во элагомер, содержащий дат чик влажности с подключенным к чему преобразователем сигнала датчика влажности в частоту, выход которого через первый элемент И подключен к счетному входу программируемого счетчика, выход которого подсоединен к счетному входу первого триггера, выход которого подключен к другому входу первого элемента И, а также второй элемент И, два блока программных переключателей,-блок управления и блок индикации, дополнительно введены постоянное запоминающее устройство, первый двоичный счетчик, датчик температуры материала, преобразователь сигнала датчика температуры материала в частоту, блок цифрового умножения, блок цифрового суммирования., блок синхронизации причем датчк температурь материала подключен к преобразователя сигнала датчика температуры материала в частоту, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого двоичного счетника, к выходу которого подключены адресные входы постоянного запоминаюиего устройства, выход . которого подсоединен к входам записи программируемого Счетчика, выход блока управления подключен к первому входу блока синхронизации и к Входам установки нуля первого двоичного счетчика, программируемого счетчика и первого триггера, выход которого подключен к второму входу блока синхронизации, первый выход которого подключен к второму входу второго элемента И, второй, выхОд блока синхронизации, подключен к входу разрешения считывания постоян-. ного запоминакяце го устройства и к входам установки нуля блока цифрового суммирования и блока цифрового умножения, третий выход блока синхронизации подключён к входу установки единицы первого триггера и через первый программный переключатель - к входу блока цифрового суммирования, первый вход блока цифрового умножения подключен к выходу первого элемента И, второй вход - к выходу второго программного подключателя, а выход - к входу блока цифрового суммирования, выход которого подклю чен к блоку индикации. Блок синхронизации содержит второй триггер, третий элемент И и два ждущих мультивибратора, причем пер вый вход блока синхронизации соединен с входом установки нуля второго триггера, второй вход блока синхрони зации соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которой соединен с выходом второго триг гера, а выход - с входом первого ищущего мультивибратора и является первым выходом блока синхронизации, ВЫХОД первого ждущего мультивибрато ра соединен с входом второго ждущег мультивибратора и является вторым выходом блока синхронизации, выход второго ждущего мультивибратора соединен с входсяи установки единицы вт рого триггера и является третьим вы ходом блока синхронизации. Блок цифрового умножения содержит второй двоичный счетчик, блок одновибраторов, вентили и элемент ИЛ причем вход второго двоичного счетч ка является первым входом блока циф рового умножения, выхсфкы второго дв ичного счетчика подключены к входам блока одновибраторов, выходы которы подключены к первым входам ве нтилей, вторые входы которых /1ВЛЯЮТСЯ вторым входом блока, а выходывентилей соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока цифрового умножения При этом в качестве измерительного датчика может использоваться емкостный двухполюсник, совмещенный с весовым включающим устройством, соединенным с входом блока управления. На чертеже дана блок-схема предла гаемого влагомера. Устройство содержит датчик .1 влаж ности с подключённым к нему преобразователем сигнала датчика 2 влажности в частоту, выход которого через первый элемент И 3 подключен к программируемому счетчику 4, выход его подсоединен к первому триггеру 5, а также второй элемент И 6, два блока программных переключателей 7 и 8, блоки управления 9 и индикации 10. Датчик 11 температуры подключен к преобразователю 12 сигнала датчика температуры материала в частоту. Эле мент 6 подключен к первому двоичному счетчику 13, выход которого подключен к постоянному запоминающему устройству 14, выход которого подключен к входам записи программируемого счетчика 4. Выход блока 9 управления подключен к блоку 15 синхронизации и к входам установки нуля первого двоичного счетчика 13, программируемого счетчика 4 и первого триггера 5, выход которого, подключен к входу блока 15 синхронизации. Выходы блока 15 синхронизации подключены.к э ементу И 6, к входу разрешения считывания поЬтоянного запоминающего устройства 14, к входам установки нуля блока 16 цифрового суммирования, к блоку 17 цифрового умножения, первому триггеру 5 и к первому программному переключателю 7. Блок 17 цифрового умножения подключен к, элементу ИЗ, к второму программному переключателю 8 и к блоку 16 цифрового суммирования, выход которого подключен к блоку 10 индикации. Блок 15 синхронизации включает в себя второй триггер 18 и. последовательно соединенные третий элемент И 19 и два ждущих мультивибратора 20 и 21. Блок 17 цифрового умножения включает последовательно соединенные второй двоичный счетчик 22, блок 23 одновибраторов, вентили 24 и элемент ИЛИ 25. Блок 9 уг1равления в прос тейшем случае содержит одновибратор со схемой устранения дребезгов контактов весового включающего устройства. Влагомер работает следующим образом. I Исследуемым продуктом заполняют датчик 1 до тех пор, пока не сработает весовое включающее устройство, которое совмещается с датчиком 1 влажности и подключено к блоку 9 управления. Блок 9 управления производит обнуление програлолируемого счетчкка 4 -и первого двоичного счетчика 13. Первый триггер 5 устанавливается в единичное состояние, а второй триггер 18 блока 15 синхронизации через первый вход тоже устанавливается в единичное состояние. При этом открываются элементы И 3,6 и 19. С выхода преобразователя 2 влажность-частота через открытый элемент И 3 частота поступает на программируемый счетчик 4. Одновременно с преобразователя 12 температура-частота, датчик 11 которого измеряет температуру продут та, через второй элемент И 6 частота поступает на вход первого двоичного счетчика 13. При переполнении программируемого счетчика 4 на его выходе йоявляется импульс переполнения, который переводит первый триггер 5 в нулевое состояние. Триггер 5 закрывает первый элемент И 3 и третий элемент И 19 блока 15 синхронизации. При этом на выходе элемента И 19 блока 15 синхронизации появляется нулевой потенциал, котсфым с выхода первого влрка 15 синхронизации закрывается элемент И 6. Одновременно с выполнением программируемого счетчика 4 происходит наполнение первого двоичного счетчика 13 чаототой преобразователя 12 темпе ратура-частоту. В связи с тем, что програлфиируемый счетчик .4 переполняется и сбрасывает первый: триггер 5 счетчике 13 будет записано число в двоичном коде, пропорциональное влаж ности исследуемого продакта .с учетом температурной поправки. Так как частота преобразователя 2 влажность-частота нелинейно связано с влажностыб йродукта ;(как правило, показательной зависимостью)| то в . постоянное запоминающее устройство 14записывается обратная зависимость например логарифмическая, которая за писываерсЯ в постоянное запоминающее устройство в двоичном . Во время перехода третьего элемен та И 19 блока 15 синхронизации из единичного положения в нулевое переладом .запускается первый ждущий муль . тивибратор 20. С второго выхода блок 15синхронизации идет импульс, с помощью которого логарифм числа, за«исанного в первом двоичном счетчике, перезаписывается в обратном коде в программируемый счетчик 4, причем записывается с помощью постоянного запоминающего устройства 14 путем по дачи на его вход импульса разрешения считывания. Одновременно производится обнуление блока 17 цифрового умно ;хения путем обнуления второго двоичного счетчик 1 22 и блока 16 цифрового суммирования. По окончании импульса, вырабатываемого ждущим мультивибратором 20, запускается второй ждущий мультивибратор 21 блока 15 синхронизации, который устанавливает второйтриггер 18 синхронизации в нулевое положение, первый триггер 5 - в.единичное положение, перезаписывает число, набранное на программном переключателе 7, в блок 16 1Д1ФРОВОГО суммирования . Триггер 5 открывает элементи 3 и в программируемый счетчик 4 начинают поступать импульсы счета, которые одновременно поступают на второй двоичный счетчик 22 блока 17 цифрового умножения. При переполнеНИИ программируемого счетчика 4 на его выходе снова появляется импульс переполнения, который переводит первый триггер 5 в нулевое состояние. Триггер 5 закЕидвает злемент И 3 и на блок 17 цифрового умножения перестают поступать импульсы, в счетчике 22 запишете число, пропорциональное логарифму входной частоты преобразователя 2 влажность-частота. Число в двоичном коде, записанное в счетчике 22, умножается на число, набранное на вторам программном переключателе 8 с помощью блока 23 одновибрагоров вентилей 24 и элемента ИЛИ 25 и поступает на блок 16 цифрового суммирования, где суммируется с числом,, набранным на программном переключат€;ле 7, . Блок 10 индикации, подключенный к выходу блока 16 цифрового суммирования индицирует показания непосредственно в процентах влажности конкретного материала. На этом процессе измерение заканчивается. Блок 16 цифрового cy вvшpoвaния, блок 17 цифрового умножения и два программных переключателя 7 и 8 позволяют менять коэффициенты в показательной функции. Настройка влагомера для обеспечения индикации результатов измерения непосредственно в процентах влажности конкретных Материалов производится -С использованием натурных материалов или стандартных образцов свойств этих материалов с известной влажностью путем установки соответствунхцих чисел на программных переключателях 7 и 8, Использование Предлагаемого влагомера 7IO сравнению с известным обеспечивает повышение точности измерения влажности при нелинейной функции преобразователя; удобство в работе, так как не нужны переводные Таблицы при считывании результата, расширение области применения (номенклатуры материалов и продуктов); простоту настройки для полунения прямого отсчета при нелинейной функции преобразования.